专题二 数据通信基础（二）（课件）-《计算机网络技术》高考备考讲练测（湖南省）

专题二 数据通信基础（二） 计算机网络技术 专题复习讲练测 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 考纲要求 一 数据通信的基本知识 1 数据通信的基本概念 2 数据通信系统主要技术指标 3 数据传输方式 4 数据交换技术 5 差错检验与校正 知识点梳理 二 在计算机网络中，传输系统的设备成本很高，所以当通信用户较多而传输的距离较远 时，通常采用交换技术，使通信传输线路为各个用户所共用，以提高传输设备的利用率， 降低系统费用。通常使用三种交换技术：电路交换、报文交换和分组交换。 数据交换技术 知识点梳理 二 电路交换 在电路交换（Circuit Exchanging)方式中、通过网络节点（交换设备）在工作站之间 建立专用的通信通道，即在两个工作站之间建立实际的物理连接。电话系统就是这种方式。通信过程可分为三个阶段：电路建立阶段、数据传输阶段和拆除电路连接阶段。 电路交换的主要优点是实时性好，由于信道专用，通信速率较高；缺点是线路利用率 低，不能连接不同类型的线路组成链路，通信的双方必须同时工作。采用计算机化交换机 (CBX) 为核心组成的计算机网络就是采用电路交换方式的。 数据交换技术 知识点梳理 二 数据交换技术 电路交换中的每个节点都是电子式或电子机械式的交换设备，它不对传输的信息进行任何处理 1 数据传输开始前必须建立两个工作站之间实际的物理连接，然后才能通信 2 通道在连接期间是专用的，线路利用率较低 3 除链路上的传输延时外，不再有其他的延时，在每个节点的延时是很小的 4 整个链路上有一致的数据传输速率，连接两端的计算机必须同时工作 5 知识点梳理 二 报文交换 报文交换 (Message Exchanging) 与电路交换不同，它采取的是“存储—转发”(Store-and-Forward) 方式，不需要在通信的两个节点之间建立专用的物理线路。数据以报文(Message) 的方式发出，报文中除包括用户要传送的信息外，还有源地址和目的地址 等信息。报文从源节点发田居，要轻过二系列的中间节点才能达到申的节恳。备中间节点收到报文后：先暂时存储包来，然后分所自的地址选择路由并排队等候，特要的线路 空闲时才将它转发到下一个节点，并最终达到目的节点。 报文交换的主要缺点是网络的延时较长且变化比较大，因而不宜用于实时通信或交互式的应用场合。 数据交换技术 知识点梳理 二 数据交换技术 线路利用率较高，因为一个“节点一节点”的信道可被多个报文共享 1 接收方和发送方无须同时工作，在接收方“忙”时，网络节点可暂存报文 2 可同时向多个目的站发送同一报文，这在电路交换方式中是难以实现的 3 能够在网络上实现报文的差错控制和纠错处理 4 报文交换网络能进行速度和代码转换 5 知识点梳理 二 分组交换 分组交换 (Packet Exchanging) 也属于“存储—转发”交换方式，但它不是以报文为单位，而是以长度受到限制的报文分组 (Packet) 为单位进行传输交换的。分组的最大长 度一般规定为一千到数千比特。进行分组交换时，发送节点先要对传送的信息分组，每个分组中的数据长度不一定相同，但都必须小于规定的最大长度。还要对各个分组编号，加上源地址和目的地址以及约定的头和尾等其他控制信息。这个分组的过程称为信息打包。分组也称为信息色，分组交换有时也称为包交换。 数据交换技术 知识点梳理 二 分组交换 分组在网络中传输，分为两种方式：数据报和虚电路。 报文被分组后，在网络中的传播路径是完全根据当时的通 信状况来决定的。由于报文被分成许多组，而每一组的传输路径又依赖于当时的通信状 况，所以每一组报文的传输路径可能会不同。但由于每组报文都含有相同的目的地址，所 以它们最终都会到达相同的地方。有些比较早发出的分组可能会由于在路上遇到“交通堵 塞”而受到延误，比后面发出的分组晚到达目的地，因此，目的主机必须对所接收到的报 文分组进行排序才能够拼接出原来的信息。 数据报传输分组交换方式的优点是：对于短报文数据，通信传输速率比较高，对网络 故障的适应能力强；而它的缺点是传输时延较大，时延离散度大。 数据交换技术 知识点梳理 二 分组交换-虚电路 (Virtual Circuit) 所谓虚电路就是两个用户的终端设备在开始互相发送和接收数据之前，需要通过通信网络建立逻辑上的连接。 虚电路传输分组交换的优点是：对玉数据量较大的通信传输速择高 分组传输延时 短，且不容易产生数据分组丢失。而它的缺点是：对网络的依赖性较大。 由以上所述可知，分组交换有传输质量高、误码率低、能选择最佳路径、节点电路利 用率高、传输信息有一定时延、适宜于传输短报文等特点。 数据交换技术 知识点梳理 二 信元交换技术 信元交换技术是一种面向连接的交换技术，它采用小的固定长度的信息交换单元(一个 ·53 B的信元),语音、视频和数据都可由信元的信息域传输。信元交换技术用于 ATM (Asynchronous Transfer Mode,异步传输模式)网络。它综合吸取了分组交换高效率和电路交换 高速率的优点，针对分组交换速率低的弱点，利用电路交换完全与协议处理几乎无关的特点，通 过高性能的硬件设备来提高处理速度，以实现高速化。 数据交换技术 知识点梳理 二 4种交换技术的比较 (1)对于交互式通信来说，报文交换是不合适的。 (2)对于较轻的间歇式负载来说，电路交换是最合适的，因为可以通过电话拨号线路 来使用公用电话系统。 (3)对于两个站之间很重的和持续的负载来说，使用租用的电路交换线路是最合适的。 (4)当有一批中等数量数据必须交换到大量的数据设备时，宁可用分组交换方法，这种技术的线路利用率是最高的。 (5)数据报分组交换适用于短报文和具有灵活性的报文。 (6)虚电路分组交换适用于大批量数据交换和减轻各站的处理负担。 (7)信元交换适用于对带宽要求高和对服务质量要求高的应用。 数据交换技术 知识点梳理 二 数据传输中出现差错有多种原因， 一般分成内部因素和外部因素：内部因素有噪声脉 冲、脉动噪声、衰减、延迟失真等；外部因素有电磁干扰、太阳噪声、工业噪声等。为了 确保无差错传输数据，必须具有检错和纠错的功能。 方法有两个：奇偶校验和循环冗余码校验。 数据在传输过程中所出现的差错类型主要有随机错和突发错 差错检验与校正 知识点梳理 二 新型数据通信网应具备的特征 适应大容量与突发性通信的要求 适应综合业务服务的要求 1 2 开放的设备接口与规范的协议 3 完善的通信服务与网络管理 4 知识点梳理 二 利用一条物理信道同时传输多路信息的技术称为多路复用。多路复用技术能把多个信号组 合在一条物理信道上传输，使多个计算机或终端设备共享信道资源，提高信道的利用率。特别是 在远距离传输时，可大大节省电缆的安装、维护等费用。 多路复用技术包括频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用和码分多路复用等。 多路复用技术 知识点梳理 二 (1)频分多路复用 频分多路复用(FDMA)是将具有一定带宽的信道分割成若干个有较小频带的子信道，每个子信道供一个用户使用。这样，在信道中就可以同时传送多个不同频率的信号。被分开的各个子信道的中心频率互不重合，且各个信道之间留有一定的空闲频带(也称为保护频带),用于保证数据在各个子信道上的可靠传输。 多路复用技术 采用频分多路复用技术，数据在各个子信道上是并行传输的，因为各个子信道相互独立，所 以一个信道发生故障时，不会影响其他信道，即独占频段，共享时间。 频分多路复用技术主要用于模拟信道的复用。 知识点梳理 二 时分多路复用(TDMA)是将一条物理信道的传输时间分成若干个时间片轮流地给多个信号 源使用，每个时间片被复用的一路信号使用。时分多路复用技术实现的条件是，信道能达到的数 据传输速率超过各路信号源所要求的数据传输速率。因此，每路信息按照时间分片，轮流交替地 使用信道，就可以达到在一条物理信道中同时传输多路信号的目的，即共享频段，独占时间。 多路复用技术 时分多路复用技术分为同步时分多路复用和异步时分多路复用。异步时分多路复用也称为 统计时分多路复用(STDMA)技术，是目前计算机网络中广泛应用的多路复用技术。 时分多路复用技术主要用于数字信道的复用。 知识点梳理 二 (3)波分多路复用 波分多路复用(WDMA)主要用于由全光纤网组成的通信系统中。所谓波分多路复用，是指 在一根光纤上能够同时传送多个不同波长光载波的复用技术。通过波分多路复用，可使原来在 一根光纤上只能传输一个光载波的单一光信道，成为可传输多个不同波长的光载波的光信道，使 光纤的传输能力成倍增加。相对于多路复用器，WDMA 发送和接收端的设备分别称为分波器和 合波器。 波分多路复用技术，实质上是利用了光具有不同波长的特征。除了WDMA,还有光频分多 路复用(OFDMA)、光时分多路复用(OTDMA)、光码分多路复用(OCDMA)等。 多路复用技术 知识点梳理 二 (4)码分多路复用 码分多路复用(CDMA)是一种用于移动通信系统的新技术，个人数字助理(PDA) 以及手提 电脑(HPC) 等移动计算机的联网通信将会大量使用码分多路复用技术。 码分多路复用技术的原理是基于码型分割信道。每个用户分配有一个地址码，而这些码型互相不重叠，其特点是频率和时间资源均为共享。在频率和时间资源紧缺的情况下，CDMA 技术 可以很好地解决问题。 多路复用技术 限时练习 三 1. 在数据传输中（ ）的传输延迟最小。 A. 电路交换 B. 分组交换 C. 报文交换 信元交换 【答案】A 【解析】电路交换： 在通信双方建立连接后，会占用一条固定的电路，直到通信结束。这种方式传输延迟最小，但资源利用率较低。 。 限时练习 四 2.分组交换可以分成（ ）和虚电路两种交换类型 A. 永久虚电路 B. 数据报 C. 呼叫虚电路 D. 包交换 【答案】B 【解析】 分组交换的两种类型是数据报和虚电路，其中虚电路可以进一步细分为永久虚电路和呼叫虚电路。选项B中的“数据报”是分组交换的一种类型，是正确答案 限时练习 四 3.在数据传输中，需要建立连接的是（ ） A. 电路交换 B. 报文交换 C. 信元交换 D. 数据报交换 【答案】A 【解析】 电路交换是唯一需要预先建立连接的传输方式 限时练习 四 4.数据在传输过程中所出现差错的类型主要有随机错和（ ） A. 计算错 B. 突发错 C. 热噪声 D.CRC 校验错 【答案】B 【解析】 数据在传输过程中所出现的差错类型主要有随机错和突发错。 限时练习 四 5. 数据传输方式包括（ ） A. 并行传输和串行传输 B. 单工通信 C. 半双工通信 D. 全双工通信 【答案】A 【解析】 数据传输方式包括并行传输（Parallel Transmission）和串行传输（Serial Transmission） 内容小结 五 谢谢 $$